Tempo de retenção do lago - Lake retention time

O tempo de retenção do lago (também chamado de tempo de residência da água do lago, ou idade da água ou tempo de descarga ) é uma quantidade calculada que expressa o tempo médio que a água (ou alguma substância dissolvida) passa em um lago específico . Em sua forma mais simples, esta figura é o resultado da divisão do volume do lago pelo fluxo para dentro ou para fora do lago. Expressa aproximadamente a quantidade de tempo que leva para uma substância introduzida em um lago fluir para fora dele novamente. O tempo de retenção é especialmente importante quando se trata de poluentes .

Tempo de retenção global

O tempo de retenção global para um lago (o tempo médio geral que a água passa no lago) é calculado dividindo o volume do lago pela taxa média de entrada de todos os afluentes ou pela taxa média de saída (idealmente incluindo evaporação e infiltração ) Essa métrica assume que a água do lago está bem misturada (em vez de estratificada ), de modo que qualquer porção da água do lago é muito parecida com a outra. Na realidade, lagos maiores e mais profundos geralmente não são bem misturados. Muitos grandes lagos podem ser divididos em porções distintas, com fluxo apenas limitado entre eles. Os lagos profundos são geralmente estratificados, com águas mais profundas misturando-se raramente com águas superficiais. Freqüentemente, esses são melhor modelados como vários subvolumes distintos de água.

Tempos de residência mais específicos

É possível calcular valores de tempo de residência mais específicos para um determinado lago, como tempos de residência individuais para subvolumes (por exemplo, braços específicos) ou uma distribuição de tempo de residência para as várias camadas de um lago estratificado. Muitas vezes, esses números podem expressar melhor a hidrodinâmica do lago. No entanto, qualquer abordagem desse tipo permanece uma simplificação e deve ser guiada por uma compreensão dos processos que operam no lago.

Duas abordagens podem ser usadas (geralmente em combinação) para elucidar como um lago específico funciona: medições de campo e modelagem matemática . Uma técnica comum para medição de campo é introduzir um traçador no lago e monitorar seu movimento. Este pode ser um traçador sólido, como um flutuador construído para ter flutuabilidade neutra dentro de uma determinada camada de água ou, às vezes, um líquido. Esta abordagem é algumas vezes chamada de referencial Lagrangiano . Outra abordagem de medição de campo, usando um referencial Euleriano , é capturar várias propriedades da água do lago (incluindo movimento de massa, temperatura da água, condutividade elétrica e níveis de substâncias dissolvidas, normalmente oxigênio) em várias posições fixas no lago. A partir disso, pode-se construir uma compreensão dos processos dominantes que operam nas várias partes do lago e sua extensão e duração.

As medições de campo por si só geralmente não são uma base confiável para gerar tempos de residência, principalmente porque representam necessariamente um pequeno subconjunto de locais e condições. Portanto, as medições são geralmente usadas como entrada para modelos numéricos. Em teoria, seria possível integrar um sistema de equações hidrodinâmicas com condições de contorno variáveis ​​durante um período muito longo, o suficiente para que as partículas de água que entram saiam do lago. Pode-se então calcular os tempos de viagem das partículas usando um método Lagrangiano. No entanto, esta abordagem excede os detalhes disponíveis nos modelos hidrodinâmicos atuais e a capacidade dos recursos computacionais atuais. Em vez disso, os modelos de tempo de residência desenvolvidos para dinâmica de gases e fluidos , engenharia química e bio-hidrodinâmica podem ser adaptados para gerar tempos de residência para subvolumes de lagos.

Hora de renovação

Um modelo matemático útil é a medição da rapidez com que os influxos são capazes de reabastecer um lago. O tempo de renovação é uma medida específica do tempo de retenção, onde o foco está em 'quanto tempo leva para repor completamente toda a água em um lago'. Essa modelagem só pode ser feita com um orçamento preciso de toda a água ganha e perdida pelo sistema. O tempo de renovação torna-se simplesmente uma questão de quão rapidamente os fluxos de entrada do lago podem preencher todo o volume da bacia (isso ainda assume que os fluxos de saída permanecem inalterados). Por exemplo, se o Lago Michigan fosse esvaziado, levaria 99 anos para seus afluentes reabastecerem completamente o lago.

Lista de tempos de residência da água do lago

O tempo de residência listado é obtido da caixa de informações no artigo associado, a menos que especificado de outra forma.

Veja também

• Ciclo da água: tempos de residência

Referências

Leitura adicional

links externos

• Folha de dados # 1 da EPA sobre os Grandes Lagos
• Atlas dos Grandes Lagos da EPA
• Jody Richardson, Alistair McKerchar. "Tempo de residência no lago e peixes sem litoral" . Página visitada em 22 de maio de 2007 .- relação entre o tempo de residência de lagos da Nova Zelândia e populações de koaro , smelt e bully comum .